Кіріспе
Темірмен мұхитты тыңайту схемалары туралы климаттық инженерияның түрі. Мұхитты тыңайту немесе мұхитты азықтандыру - мұхиттан көмірқышқыл газын алып тастау технологиясының бір түрі. Бұл теңіз азық-түлік өндірісін арттыру және атмосферадан көмірқышқыл газын алып тастау үшін жоғары мұхитқа өсімдік қоректік заттарды мақсатты енгізуге негізделген. Теңіздегі қоректік заттармен құнарландыру, мысалы, темірмен құнарландыру фитопланктонның фотосинтезін ынталандыра алады. Фитопланктон мұхиттың еріген көмірқышқыл газын көмірсуларға айналдырады, олардың кейбіреулері тотыққанға дейін мұхиттың терең жерлеріне батады. Ашық теңіздегі оннан астам эксперимент теңізге темір қосу фитопланктонның фотосинтезін 30 есеге дейін арттыратынын растады. Бұл - көмірқышқыл газын жоюдың (КДҚ) жақсы зерттелген тәсілдерінің бірі, алайда бұл тәсіл мұхиттың араласу уақытына байланысты 10 100 жыл мерзімінде көміртегін ғана ұстап қалады. Жер бетіндегі мұхиттың қышқылдық деңгейі қоректік заттармен құнарлану нәтижесінде төмендейді, ал суға батқан органикалық заттар минералданып, терең мұхиттың қышқылдық деңгейі артады. CDR туралы 2021 жылғы баяндамада техниканың тиімділігі мен ауқымы төмен, орта экологиялық тәуекелдермен қамтамасыз етілуі мүмкін екендігіне сенімділік бар екендігі көрсетілген. Азық-түліктерді тыңайтудың негізгі қауіптерінің бірі - азық-түліктерді ұрлау, бұл бірінші кезектегі өнімділікті арттыру үшін бір жерде пайдаланылатын артық қоректік заттар, тыңайту жағдайындағыдай, содан кейін төменгі ағыстағы қалыпты өнімділік үшін қол жетімді емес. Бұл жердің бастапқы жерімен шатасудан тыс жердегі экожүйеге әсер етуі мүмкін.
information on ocean fertilization schemes with iron in particular
Ocean fertilization or ocean nourishment is a type of technology for carbon dioxide removal from the ocean based on the purposeful introduction of plant nutrients to the upper ocean to increase marine food production and to remove carbon dioxide from the atmosphere. Ocean nutrient fertilization, for example iron fertilization, could stimulate photosynthesis in phytoplankton. The phytoplankton would convert the ocean's dissolved carbon dioxide into carbohydrate, some of which would sink into the deeper ocean before oxidizing. More than a dozen open sea experiments confirmed that adding iron to the ocean increases photosynthesis in phytoplankton by up to 30 times. This is one of the more well researched carbon dioxide removal (CDR) approaches, however this approach would only sequester carbon on a timescale of 10 100 years dependent on ocean mixing times. While surface ocean acidity may decrease as a result of nutrient fertilization, when the sinking organic matter remineralizes, deep ocean acidity will increase. A 2021 report on CDR indicates that there is medium high confidence that the technique could be efficient and scalable at low cost, with medium environmental risks. One of the key risks of nutrient fertilization is nutrient robbing, a process by which excess nutrients used in one location for enhanced primary productivity, as in a fertilization context, are then unavailable for normal productivity downstream. This could result in ecosystem impacts far outside the original site of fertilization.
Пелагикалық сорғылау
Жергілікті толқын қуаты 100 метрден астам тереңдіктегі қоректік заттарға бай суды евфотикалық аймаққа айдау үшін пайдаланылуы мүмкін. Алайда, еріген СО2 терең судағы концентрациясы атмосфераға қайтарылуы мүмкін. Кейбір мұхит аймақтарында бірден көп қоректік заттар шектеулі, сондықтан барлық шектеулі қоректік заттарды қамтитын ұрықтандыру режимі сәтті болуы ықтимал. Жанартау күлінен жүйеге көптеген қоректік заттар түседі, бірақ артық металл иондары зиянды болуы мүмкін. Жанартау күлінің пайда болуының оң әсері зиянды әсерінен асып түседі. Кейбір терең теңіз шөгінділерінде күл салмағының 45 пайызына дейін жетуі мүмкін екендігі анық дәлелденген. Тынық мұхитінде болжам бойынша (мыңжылдық масштабта) атмосфералық ауа құлдырауының вулкандық күлдің атмосфералық жиналуы шөлдегі шаңның жиналуымен бірдей болды. Бұл вулкандық күлдің темірдің маңызды көзі бола алатынын көрсетеді. 2008 жылдың тамызында Аляскадағы Алеут аралдарында Kasatochi жанартауының атылуы азық-түлік шектеулі солтүстік-шығыс Тынық мұхитына күл құйған. Бұл күл (темірді қоса алғанда) субарктикада байқалған фитопланктонның ең үлкен гүлденуінің бірі болды. Канадалық балық аулау ғалымдары екі жылдан кейін Фрейзер өзенінде лососьтардың рекордтық санының пайда болуына байланысты мұхиттың өсіп-өнуін байланыстырды
Бақыланатын қоректік заттар
Ocean Nutrition Corporation ұсынған тәсіл - фитопланктонның концентрациясы тек жоғарыда көтерілген аймақтарда (5-10 мг Chl / м3) байқалған мәндерге дейін көтерілуі үшін қосылған қоректік заттардың таралуын шектеу. Фитопланктонның деңгейін сақтау зиянды балдырлардың гүлденуін және оттегі тапшылығын болдырмайды. Хлорофилл концентрациясы фитопланктон концентрациясының оңай өлшенетін проксиі болып табылады. Компания шамамен 4 мг Chl/m3 шамасында осы талапқа сай келетінін мәлімдеді. СС
Асқынулар
Адамның пайдасына ауыл шаруашылығын қолдау үшін жер экожүйесін манипуляциялау ұзақ уақыт бойы қабылданды (оның жанама әсерлеріне қарамастан), теңіз өнімділігін тікелей арттыру жоқ. Оның себептері:
Түгел қарсылық
Табиғи ресурстарды қорғау кеңесінің Лиза Спирдің айтуынша, "Бізге бұл проблемамен күресуге ақша мен уақыт аз. Климаттың өзгеруіне байланысты технологияларға жасай алатын ең нашар нәрсе - жұмыс істемейтін және біз күтпеген үлкен әсерлерге ие нәрсеге инвестиция салу". Уоррен Корнуолл "Science" журналында "Северо-Западный университетінің теңіз заңдарының маманы Уилл Бернстің" "темірмен ұрықтандыруды зерттеудің басты бағыты ету "ақылдан адасқандық" деп мәлімдегенін айтады, өйткені "өткендегі 13 ұрықтандыру экспериментінің соңғы зерттеуінде тек біреуі мұхиттың терең жерлерінде көміртегі деңгейін арттырды".
Тиімділік
Алгалық жасушалардың химиялық құрамы атомдарының 106 көміртек: 16 азот: 1 фосфор (Редфилд қатынасы): 0,0001 темір қатынасын сақтайды деп жиі қабылданады. Басқаша айтқанда, темірдің әрбір атомы көміртегінің 1,060 000 атомын, ал азоттың бір атомы 6 атомды ғана тұтқындауға көмектеседі. Мұхиттың кең аймақтарында мұндай органикалық өсімді (осылайша азотты бекіту) азот емес, темірдің жетіспеушілігі шектейді деп есептеледі, бірақ тікелей шаралар қиын. Сонымен қатар, мұхитты тыңайту арқылы көміртегі жинақтау тиімділігіне стехиометриялық қатынастар мен газ алмасуындағы өзгерістер сияқты факторлар қатты әсер етеді, мұхитты феррализациялау жобаларының тиімділігін дәл болжауға мүмкіндік береді. Аңтиту тұрақты көміртегі байыту орнын да құрамайды. "Мұхит тыңайтқыштарының тиімділігі мыңжылдық мерзімде сақталған жағдайда ғана тиімді болады және фосфор қосылуы темір немесе азот тыңайтқышына қарағанда ұзақ мерзімді перспективаға ие болуы мүмкін".
Балырлар гүлденуі
Жағалау аймақтарында улы балдырлар кең тараған. Ұрықтандыру осындай гүлденуді бастауы мүмкін. Созылмалы ұрықтандыру Мексика шығанағындағыдай өлі аймақтарды құру қаупі бар.
Балық шаруашылығына әсері
Океанға мочевина қосылғанда фитопланктонның гүлденуіне себеп болады, ол зоопланктонның азық көзі болып табылады, ал балықтарға жем болады. Бұл балық аулауды арттыруы мүмкін. Алайда, егер цианобактериялар мен динофлагеллаттар балықтардың сапасыз азығы болып саналатын фитопланктондық жиынтықта басым болса, онда балық санының өсуі үлкен болмауы мүмкін. Кейбір деректер вулканның атылуынан темірдің пайда болуымен балық шаруашылығының өсімі байланысты. Кит аулау басталғаннан бері криллдің саны күрт азайды.
Экожүйелердің бұзылуы
Көптеген жерлер, мысалы Сулу теңізіндегі Таббатаха рифі, теңіздегі биологиялық әртүрлілікке қолдау көрсетеді. Коралл рифтері аймақтарында азот немесе басқа да қоректік заттардың жүктелуі қауымдастықтардың балдырлардың көп өсуіне және экожүйенің бұзылуына әкелуі мүмкін, бұл тыңайтқыштарды осал популяцияларды қауіпке ұшыратпаған аймақтармен шектеуге тиіс екенін білдіреді. Фитопланктон су бағанасына түсіп бара жатқанда, олар шіріп, оттегіді тұтынады және парник газдары метан мен азот оксидін шығарады. Планктонға бай жер бетіндегі сулар жер бетіндегі қабатты жылытады, бұл циркуляция үлгілеріне әсер етеді.
Реакциялар
2007 жылы БҰҰ-ның Климаттың өзгеруі жөніндегі үкіметаралық тобының ІІІ жұмыс тобы төртінші бағалау есебінде мұхиттарды тыңайту әдістерін қарастырды және бір тонна темірден алынған көміртегі мөлшерін бағалау бойынша далалық зерттеулер шамадан тыс болғанын және ықтимал жағымсыз әсерлері толық зерттелмегенін атап өтті. 2007 жылдың маусым айында Лондондық демпингтік конвенция "өлкен ауқымды теңіз темірін тыңайту теңіз ортасына және адам денсаулығына кері әсер етуі мүмкін" деп алаңдаушылық білдірді, бірақ "үлкен ауқымды" деген ұғымды анықтамады. Бұл анықтама операцияларды қамтиды деп есептеледі. 2008 жылы Лондон конвенциясы/Лондон хаттамасы LC LP.1 қарарында теңіздерді тыңайтудың тиімділігі мен қоршаған ортаға әсер етуі туралы білім зерттеуден басқа іс-шараларды негіздеуге жеткіліксіз екенін атап өтті. Бұл міндетті емес қаулыда зерттеулерден басқа тыңайтқыштар "Конвенция мен Протоколдың мақсаттарына қайшы келетінін және қазіргі уақытта демпингтің анықтамасынан босатылуға жарамсыз деп саналуы керек" деп мәлімделген. 2008 жылдың мамыр айында өткен биологиялық әртүрлілік туралы конвенцияда 191 мемлекет ғалымдар оның салдарын жақсырақ түсінгенше, мұхит құнарлылығы туралы заңға тыйым салуды ұсынды. 2018 жылдың тамызында Германия көміртегі тұтқындау жүйесі ретінде мұхит тұқымын сатуды тыйым салды, бұл мәселе Еуропалық Одақ пен EASAC деңгейінде талқыланып жатыр.
Халықаралық құқық
Халықаралық құқық мұхиттың құнарлануы үшін кейбір дилеммаларды ұсынады. Біріккен Ұлттар Ұйымының Климаттың өзгеруі жөніндегі негіздемелік конвенциясы (БҰҰККК 1992) климаттың өзгеруін азайту іс-қимылдарын қабылдады.
Теңіз құқығы
Біріккен Ұлттар Ұйымының теңіз құқығы туралы конвенциясына сәйкес (LOSC 1982) барлық мемлекеттер теңіз ортасының ластануын болдырмау, азайту және бақылау үшін барлық қажетті шараларды қабылдауға, зиянды немесе қауіпті бір аймақтан екінші аймаққа көшіруді және ластанудың бір түрін екінші түріне айналдыруға тыйым салуға міндетті. Бұл процесстің ұрықтандырумен қандай байланысы бар екені белгісіз.
Күн сәулесін басқару
Аңғарту күн сәулесін шағылыстыратын сульфат аэрозольдерін пайда етіп, Жердің альбедосын өзгертіп, климаттың өзгеруінің кейбір әсерлерін азайтатын салқындату әсерін тудырады. Мұны диметил сульфид өндірісін және бұлттың шағылысуын арттыру үшін темірмен тыңайту арқылы Оңтүстік мұхиттағы табиғи күкірт циклін жақсарту арқылы жүзеге асыруға болады.